实验设计练习

1、实验设计练习,分析以下实验设计中存在的问题,?,1,、一个研究者想要确定饥饿是否会影响猫的,攻击性。以,10,只猫为被试，主试将他们关在不,同的笼子里，并对他们进行不同时间间隔的食,物剥夺。两周后，猫的体重降为正常体重的,80%,。主试将,2,只猫放在一起,15,分钟，观察是,否有攻击行为或打架发生。所有情况下，猫都,表现出一定的威胁状态，大多数情况下出现了,打架行为。研究者得出结论，饥饿可以增加猫,的攻击性。,?,自变量,-,猫的饥饿程度；因变量,-,攻击行为的,多少。该实验中只观察了自变量的单一水平，,没有使用对照组，不能确定攻击行为是否比不,饥饿时增加。,?,修改：采用不进行饥饿处理的猫

2、作为对照组，,观察两组攻击行为数量，检验差异是否显著。,?,?,2.,有些心理学家在食品和饮料公司工作，他们在产品发展,中一直担任重要角色。有消费心理学家设计了一个实验，,目的是测量顾客对两种类型可乐的喜爱程度。在某个市场,范围内，这家公司的可乐销售情况不如对手。有趣的是，,公司的总体销售情况要比对手好。,研究者认为这样的可乐销售情况是由当地的一些条件造成，,于是他们开始检验这个假设。这是一个重复测量实验设计，,每个被试要品尝两种可乐。一种可乐被标记为,Q,（竞争对,手的牌子），另一种被标记为,M,（本公司的牌子）。随机,选取年龄在,1462,岁之间的市民为被试。所有被试品尝,Q,牌子后品尝,

3、M,牌子，然后报告自己的喜好。令实验者吃惊,的是，大多数被试报告喜欢,M,牌子。实验者得出结论，样,本被试喜欢他们公司的可乐，广告是引起竞争对手饮料销,售好的原因。因此，他们建议加大对当地广告投资已改善,销售情况。,?,自变量,-,可乐类型（,2,水平即两种牌子）；因变,量,-,被试的喜好。被试内设计。,?,可能存在的问题是，被试对可乐喜好的判断可,能受品尝的先后顺序影响。,?,修改：采用平衡序列重复测量设计。即一半被,试按照,Q-M,顺序品尝，另一半按照,M-Q,顺序品,尝。,?,另外，还应该控制被试对可乐牌子及顺序的知,晓，即知告知被试要进行,2,种可乐的比较，而,被试不知道先品尝的是哪种

4、，后品尝的是哪种，,以免他们故意讨好调查者。,?,3,以为实验者想要测验在学习无意义音节时集中练,习和分散练习的效果。他使用了,3,个处理组，然后,将被试随机分配到各种条件下。第一组，在一天的,30,分钟内练习,20,个无意义音节；第二组，连续两,天练习相同的无意义音节，每天,30,分钟；第三组，,连续,3,天练习这些无意义音节，每天,30,分钟。然后，,实验使用一个自由回忆测验来评价每组的学习成绩。,3,组被试对,20,个无意义音节的平均回忆量分别为,5.2,，,10,，,14.6,。,3,个均数之间在,0.01,水平上达到,统计显著，实验者认为分散练习的效果比集中练习,的效果好。,?,自变

5、量,-,练习间隔（,3,个水平，一天，,2,天，,3,天）；因变量，自由回忆的保持量。单因素完,全随机设计。,?,可能存在的问题是，,3,组织间除了学习间隔外，,其他条件并不相等，第一组连续时间共,30,分钟，,第二组,60,分钟，第三组,90,分钟。这个因素可能,导致被试保持量的差异是由学习累积时间引起，,而不是学习间隔。,?,修改：调整三组练习的总时间，使其相等。例,如第一组一天,30,分钟连续联系，第二组连续,2,天每天,15,分钟练习，第三组连续,3,天每天,10,分,钟练习。,?,/,补充：还有一个问题，就是三组被试在学习,与测验之间的时间间隔不相同，第一组间隔,2,天，第二组间隔,

6、1,天，第三组无间隔，这样，,随着时间的推移，可能引入了混淆变量，例如,第一组被试可能遗忘得更多。,?,/,修改：改为同样的测验与学习之间的间隔，,每组学习之后同样间隔,1,天再进行测验。,?,4,、一位心理学家想调查大学生失败的原因。,她选取两组学生，一组曾经考试不及格，另一,组成绩优异。他对两组学生进行自尊测验。结,果发现，考试不及格组的自尊低于成绩优异组。,她认为，低自尊是造成大学生失败的原因之一，,并进一步提出低自尊的人很可能成功期望低，,在大学里表现出抵抗行为，最终导致失败。,?,自变量,-,考试成绩优异,/,不及格；因变量,-,自尊,测验分数。,?,可能存在的问题是，即使实验得出不

7、及格组与,优异组被试的自尊分数差异显著，也不一定说,明自变量与因变量之间孰因孰果的关系。也可,能是由于考试不及格导致自尊下降。,?,5.,有心理学家设计一个研究，目的是确定通过,生物反馈技术能否让高血压病人学会控制自己,的血压。这种仪器可以记录每位病人的血压。,病人通过音调会获得自己血压水平的反馈，血,压下降时音调降低，升高时音调提高。实验要,求病人尽可能保持情绪平稳。,5,位高血压病人,分别接受,10,小时反馈。在这实验过程中，,5,位,病人的血压水平都有所下降，研究者认为这种,方法很成功。,?,?,?,自变量,-,是否进行生物反馈；因变量,-,被试血压变,化趋势。,可能存在的问题是，实验只

8、观察了自变量的一个水,平，没有采用控制组，血压下降可能仅是由于被试,有意让情绪平稳，而不是因为有生物反馈。,修改：增加控制组，选取与实验组血压水平匹配的,被试。对控制组不使用生物反馈技术，只让他们自,己尽量保持血压水平稳定。经过相同时间的处理后，,检验,2,组血压下降程度的差异。,?,6.,为了测验在学习简单任务时，高驱力的被试,要比低驱力的被试学习速度快，心理学家设计,了一个实验。他们进一步提出在学习复杂任务,时会得到相反的结果,-,低驱力的被试学习速度,更快。实验者对驱力的操作定义是每一个被试,在外显焦虑量表上的得分（,MAS,）。实验选择,20,名高焦虑（高驱力）被试，,20,名低焦虑（

9、低,驱力）被试，要求他们学习一项复杂任务，结,果低驱力组速度快于高驱力组，于是实验者认,为结论证实了假设。,?,?,?,?,?,?,?,?,自变量,-1,）焦虑水平（驱力水平），高,/,低，,2,）,学习任务，难,/,易；因变量,-,学习速度。,可能存在的问题是，本实验只检验了,2,种自变量结,合,4,种情况中的,2,种，不能充分证实所提出的假设。,修改：采用,2*2,设计，即将,20,名高焦虑随机分配到,难易两种任务中，每组,10,名，,20,名低焦虑被试也随,机分配到难易,2,种任务中，每组,10,名；,焦虑水平,高,低,任务,难,S1S10 S21S30,难度,易,S11S20 S31S

10、40,另外，若要得出倒,U,型曲线的数据，应该采用,3*3,或,者更多水平的实验设计。,?,7,、一位调查者想研究这个假设：被试对因成绩差而受,惩罚的恐惧不利于控制行为，即不会对行为控制产生,有利影响。调查者使用一个稳定性测验来测量成绩，,在这个测验中被试的任务是将一根描画针插入一个孔,中，同时尽量避免接触到孔的边缘。每个被试要将描,画针插入,15,个孔内。主试告诉被试如果他们表现很差,就会受到电击，以此来操纵被试的恐惧。在实验前，,主试将一个电击设备绑在被试腿上，在实验中，无论,被试表现好坏，主试都不会电击他们。主试将被试随,机分配到两种情况下：第一组接受,50,伏电击,-,中等恐,惧条件，

11、第二组接受,100,伏电击,-,高等恐惧条件。最初,假设高恐惧被试表现比低恐惧被试差，实际两组均数,近似相等。根据这些数据实验者认为对惩罚的恐惧与,行为控制之间相关很小。,?,自变量,-,对惩罚的恐惧程度，因变量,-,行为成,绩。,?,可能存在的问题有,?,1,）没有使用无恐惧条件对照组，从而缺少行,为成绩的基线数据，不能说明对惩罚的恐惧没,有影响行为控制；,?,2,）自变量的操作定义可能不合适，即,50,伏和,100,伏电击引起的恐惧程度可能相差很小；,?,3,）可能由于任务难度不合适出现天花板效应,（太简单）或者地板效应（太难）；,?,4,）不同被试可能对,50,伏电击和,100,伏电击的

12、恐,惧程度可能有很大差别，导致组内被试不同质；,?,8,、一位实验者选取了,20,名相信占星术的被试，,然后给他们关于前一天的星象，要求他们报告,出形象能否准确地预测昨天发生的事情。实验,者通过一个等级量表来获取被试的意见，这个,量表包括,6,个等级，从非常准确到非常不准确。,所有被试都认为星象具有一定的准确性，于是,实验者得出星象具有准确性这一结论。,?,相信占星术的被试本身就有人为其有准确性的,倾向。,?,修改：实验采用,2*2,因素设计。自变量,1-,被试,是否相信占星术，,2,个水平（信,/,不信）；自变,量,2-,形象是否正确，,2,水平（昨天的星象,/,非,昨天的星象）。,?,9,

13、、为了了解一种实验药物对精神分裂症的治疗效,果，实验者使用了一个,2*3,因素设计。实验采用,2,组被试：（,1,）新入院的病人，（,2,）至少住了,2,年,院的病人。两组被市以前都没有住院经历。病人接,受,3,种药物水平的治疗：每日,3/6/9,克。主试将,2,组,被试随机分配到三种剂量，实验共,6,组，每组,20,名,被试。除了控制药物外，主试还要观察病人是否出,现精神分裂症症状。,2,个月后实验发现不管剂量如,何，每组中长期住院的病人很少有改善，在,3,种剂,量水平上至少有一半的新病人有所改善。研究这得,出结论，,1,）这种药物只对新入院的病人有效，对,长期住院的病人无效，,2,）每天,

14、3,克剂量可以达到,最佳药物效果。,?,1,）从被试选择上看，至少入院,2,年的病人组中，病,情严重程度可能要高于新入院组，因为在这,2,年时,间中，与他们同时入院的病情较轻的病人可能已经,康复出院了，而留下的都是重症患者。这就导致,2,个组的病人在病情这个影响药物效果的关键因素上,存在很大差异；,?,2,）对因变量的测量,-,病人的改善情况，不应该有,主试来进行；,?,3,）要采用安慰剂组来排除安慰剂效应；,?,修改：通过评估病人症状，选取病情相近的被试进,行实验，或者在对病情因素进行匹配分组；实验共,采用,4,组处理,-,不给处理组，安慰剂组，,3/6/9,克剂,量组；有不知晓实验目的以及

15、被试分组情况的人员,对被试改善情况进行评估。,?,10,、在临床心理学中存在一个有趣的争议，即精,神病是先天遗传还是后天环境经验造成。支持后天,环境者假设，如果儿童与有精神病的父母一起生活，,在以后生活中他们倾向于出现相同的问题。为了检,验这个假设，他选择,1000,名精神病少年和,1000,名,正常少年作为被试，然后调查每个被市的父母是否,患有精神病。正常组父母中患有精神病的比例不到,1%,，而精神病组父母中患有精神病的比例高达,30%,。根据这个结果，实验者认为精神病不是先天,遗传，拥有与精神病父母一起生活的童年经验更容,易使一个人变得不正常。,?,?,?,?,?,?,?,这个实验并没有区

16、分开遗传和环境的影响，与患病,父母一起生活的儿童，也可能是继承了父母患病的,遗传而导致患精神病。,修改：采用,2*2,设计,环境,有精神病,无精神病,遗,有精神病,A B,传,无精神病,C D,因变量为,4,种情况下儿童患精神病的比例。分析遗,传和环境两因素哪种起主要作用以及二者交互。,?,12,、最近，在新泽西警察局出现一种联想，人,们抱怨在追踪驾驶员时使用雷达枪的警察的癌,症发病率很高。根据这种联想向州提出诉讼，,试验随即选取在州公园服务的政府工作者作为,对照组，宣称使用雷达枪的警察的癌症发病率,比对照组高,18%,。对照组与警察组在教育水平、,年龄、性别和服务年限上都是匹配的。样本很,大

17、，警察被试,283,人，公园工作者,231,人。这个,案子合理吗？,?,不合理。使用匹配组的前提是：,1,）试验者知,道哪种被试特征与因变量高相关，,2,）可以测,得这种被试特征。本案中因变量为癌症发病率，,除与被试的年龄性别等相关外，更主要的是与,被试工作的压力以及紧张程度相关，例如警察,的工作紧张，压力很大，而公园工作者工作相,对轻松得多。这样看来，对照组和实验组的匹,配是无效的，所得到的结论也不能说明癌症发,病率高是雷达枪导致。,?,修改：应该采用不使用雷达枪的警察作为对照,组，在工作强度、性别、年龄等方面进行匹配。,?,13,、最近一篇报纸文章宣称，“烟糖影响孩,子”，买烟糖吃的孩子比

18、不买的孩子在以后更,容易染上烟瘾。调查显示，与不买烟糖的学生,相比，至少买过,2,次烟糖的,7,年级学生更可能染,上烟瘾。结果如此明显，学校管理者想要禁止,销售烟糖，因为他们认为烟糖可引起青少年吸,烟。调查还显示，父母中至少有一位吸烟者的,家庭中的孩子更可能买烟糖，偶尔试着吸烟。,学校管理者这样的反应合理吗？,?,不一定合理。因为孩子吸烟的行为的一个很重要,的影响因素可能是由于对父母吸烟行为的社会学,习，这一点反映在调查显示的父母中至少有一位,吸烟的家庭中的孩子更可能试着吸烟。这样家庭,中的孩子更有可能通过社会学习获得吸烟行为，,从而导致他们更可能去买烟糖和尝试吸烟。因此，,就是否买烟糖与吸烟

19、可能性的调查没有控制好被,试本身学习行为这个额外变量，所得结论可能没,有真实的反应烟糖的作用。,?,11,、一组研究者认为在喂养白鼠时每天多加,20%,的蔗糖，然后训练白鼠在一个有障碍的车,轮上跑，这时速度会显著加快。控制组的白鼠,只接受一般喂养。实验选用,100,只来自洛克饲,养中心（专门经营老鼠赛跑生意）的五月花鼠，,随机分成,2,组，控制组先跑，试验组后跑，第,二组跑得比第一组快。实验证明了假设，在高,糖情况下，老鼠有较多的能量。研究这将这一,结果泛化到小学生中，认为应该给他们吃一些,加糖的食品。,?,?,?,?,?,这个实验问题很多。,1,）蔗糖可能成为老鼠跑步的强化物，而不是提供了更

20、,多的能量。如上所述，实验组老鼠接受每天多,20%,的蔗,糖处理，然后在训练中速度明显加快，这显示快跑行为,可能是由于蔗糖的强化（老鼠可能更偏爱甜食）产生的。,2,）控制组与实验组测试的先后顺序可能影响结果。控,制组,50,只老鼠先跑，这需要花费一定的时间，而在这,段时间里，实验组的老鼠可能因为更多的休息而获得了,更多的体能，从而跑出更好的成绩。,3,）实验还需要避免类似于罗森塔尔效应之类的影响。,4,）在外部效度方面，由于选取的,100,只老鼠是来自专,业赛跑用鼠，他们的结果可能无法推论到一般的老鼠种,群中去。而实验者将其泛化到小学生中，则可能产生更,多的错误。,心理实验设计经典范例,1.C

21、ooper,的表象旋转试验,?,实验目的：,?,研究不同性别的被试对不同角度正反字母,“,R”,的心理旋转反应时，证实表象心理旋转的,存在。,?,研究假设：,?,表象是大脑对客观事物的直观表征，具有可,操作性。由于表象是知觉的类似物，人们可以,在头脑中对表象进行操作，就像通过外部动作,操作客观事物一样。如果这种表象心理旋转存,在，被试判断不同角度的字母“,R”,是正是反的,反应时间将随角度变化。当字母垂直时（,0,度），反应时最短；随旋转角度增加，反应时,将增加；当字母水平（,180,度）时，反应时最,长。,?,?,?,?,实验设计与实施,一、被试选择：,以视力或矫正后视力正常的大学生为被试；

22、,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,二、实验材料（仪器）：,不同角度正反,R,的图片；,三、变量及控制：,三因素混合设计,1,、自变量：,1,）性别：两个水平，男、女，是被试间变量；,2,）字母方向：两个水平，正,R,、反,R,（即镜像），是被,试内变量；,3,）字母旋转角度：,6,个水平，,0,度、,60,度、,120,度、,180,度、,240,度、,300,度，是被试内变量；,2,、因变量：,被试判断字母正反的反应时间。,?,?,?,?,?,3,、控制变量：,被试视力,恒定法控制，选择视力或矫,正视力在正常值范围内的被试；,被试疲劳,消除法控制，实验过程中适,当安排休息，避免因

23、视觉疲劳导致反应时延长；,环境照明,恒定法控制，保持实验环境,照度恒定；,顺序误差,随机法控制，不同旋转角度,的图片随机呈现，控制呈现顺序造成的误差；,?,实验程序：,被试按照性别分成两组，组内每名被,试都接受全部的实验处理,-,正反,R,，各,6,种角度；,?,根据相同的指导语，在相同的实验环,境中进行实验；,?,要求被试看到图片后，判断是正,R,还是,反,R,，在保证判断正确的前提下，反应越快越,好；,?,每名被试所要判断的图片随机呈现，,在完成全部翻断中适当安排休息；,?,记录被试判断的反应时间。,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,结果分析,0,度,60,度,120,度,1

24、80,度,240,度,300,度,360,度,正,R,男,女,反,R,男,女,1,）分别计算每名被试每种实验处理的平均反应时和正,确率；,2,）以旋转角度为横坐标，以反应时为纵坐标，画出曲,线图；,3,）对实验数据进行,2*2*6,混合设计方差分析：,?,?,?,?,预期讨论,1,）字母在垂直位置（,0,度或,360,度）时，无论正,反，判断所需的反应时最短；,2,）随着旋转角度的增加，反应时延长，在水平,位置（,180,度）时最长，曲线两边对称,；,3,）对不同角度的正反,R,做单因素方差分析，考察,不同角度差异是否显著，对不同角度作多重比较，,考察误差来源。,?,2,?,金志成等（,199

25、7,）采用正、负启动技术，在严,格控制条件下比较学困生（学习困难的学生）,和学优生在选择性注意加工机制,目标激活,和分心物抑制方面的差异。,?,3*2,混合设计,自变量：,?,A,三种处理条件：三种条件为被试内因素。,?,A1,目标重复条件，其中启动显示中的目标作为,探测显示中的目标；,?,A2,负启动条件，其中启动显示中的分心物作为,探测显示中的目标；,?,A3,控制条件，其中探测显示中的目标和分心物,均与启动显示中的目标和分心物无关。,?,?,B,学生条件：被试间因素。,?,?,B1,学困生；,B2,学优生。,?,因变量：反应时。,目标重复条件,负启动条件,控制条件,?,学困生,RT RT

26、 RT,?,学优生,RT RT RT,?,统计：,3*2,混合设计方差分析，若交互作用显著，则,进行简单效应分析（在目标激活条件下，学困生和,学优生的差异）（负启动条件下，学困生和学优生,的差异）,?,?,结果：学困生在目标激活方面与学优生虽然有,差异但差异不显著，而在分心物抑制方面学困,生大大小于学优生，即负启动效应显著小于学,优生。说明，认知不足的特定人群对分心物抑,制能力弱，易受分心物的干扰。,3,Johnson,和,Wilson,（,1980,）设计了一个实验：,研究注意集中和注意分配两种条件下，非靶子,词类型对靶子词检测的影响。,?,在实验中同时研究了注意的集中性和分配性，,还同时设

27、置了追随耳程序和追随靶子词程序。,在实验中，给被试的两耳同时呈现各一个词，,被试任务是检测事先规定的某一范畴的字词,（即靶子词）。他们所用的靶子词都是双义词，,即至少具有两个不同的词义。,?,?,?,?,?,?,?,3*2,组间设计,自变量：,A,非靶子词的,3,种条件：,A1,偏向双义词的适当意义条件，例如，非靶子词位“臭的”，,因靶子范畴“衣着”，靶子词“,sock”,的适当意义为“短袜”；,A2,偏向双义词的不适当意义的条件，例如，非靶子词位“打,击”，靶子词“,sock”,的另一个意义是“痛击”；,A3,中性的词，例如“周二”。,?,?,?,B,靶子词呈现方式：,B1,靶子词不固定呈现

28、给哪一支耳朵（注意的分配性）；,B2,靶子词只呈现给左耳，让被试追随左耳（注意的集中性）。,因变量：靶子词的检测率,%,?,?,?,非靶子词,不适当,中性,适当,?,注意集中,% % %,?,注意分配,% % %,?,统计：,3*2,组间设计方差分析，交互显著，简,单效应（集中条件下非靶子词的作用）（分配,条件下非靶子词的作用）。,?,?,结果：,1,）在注意分配条件下，适当的非靶子词能够促进,对靶子词的检测（检测率高，,67%,），而不适当的非靶子,词则不利于对靶子词的检测（检测率低，,46%,）；,2,）在注意集中条件下，虽然检测率均高于分配条件,（,70%,以上），但非靶子词的类型对靶子词的检验不起作,用。,解释：,1,）分配条件下，资源分配到两耳，所以其中一耳,所得到的资源就少一些；而在集中条件下，被试只追随一,耳，所以这一耳所得的资源就多，因而，集中条件下对靶,子刺激的检测高于分配条件下的检测率；,2,）分配条件